通；在構(gòu)建的第三個P-n結(jié)的P型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層3，把所述導(dǎo)電層3作為所述一種PTVSC的背電極；所述硅光伏電池原有的頂電極I也是所述一種PTVSC的頂電極。
[0026]實施例5.如圖5所示的一種疊層光-熱伏太陽能電池(PTVSC)。在所述一種PTVSC總體中的硅光伏電池的內(nèi)部，形成內(nèi)建電場的P-n結(jié)的η型半導(dǎo)體處于更靠近所述硅光伏電池的背電極2的這一側(cè)，而P型半導(dǎo)體處于更靠近所述硅光伏電池的頂電極I的這一側(cè)。在所述硅光伏電池背電極2的外部，用金屬材料鋁(S卩Al)形成一個Al層；在所述Al層的外表面上用金屬材料錫(即Sn)形成一個Sn層；所述Al層和所述Sn層構(gòu)成一個導(dǎo)電材料結(jié)(這里的導(dǎo)電材料結(jié)屬于前文“
【發(fā)明內(nèi)容】
”中的所述導(dǎo)電材料結(jié))；該導(dǎo)電材料結(jié)與所述硅光伏電池共同組成所述一種PTVSC;在所述Sn層的外表面上用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層3;把所述導(dǎo)電層3作為所述一種PTVSC的背電極；所述硅光伏電池原有的頂電極I也是所述一種PTVSC的頂電極。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0028]本發(fā)明的原理在于:
《普通物理學(xué)》(高等學(xué)校教材，1982年修訂本，程守洙江之永編，王志符朱詠春等修訂，人民教育出版社；下同)基于電學(xué)理論、氣體分子運動論和熱力學(xué)理論，得到了以下一些結(jié)論:
兩種導(dǎo)電材料相互接觸，它們的接觸面的鄰區(qū)就構(gòu)成了一個導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)；如果兩種導(dǎo)電材料內(nèi)部載流子的類型相異(例如P型半導(dǎo)體的載流子空穴與N型半導(dǎo)體的載流子自由電子相異)，或者兩種導(dǎo)電材料內(nèi)部載流子的密度相異(例如鋁和銅這兩種異質(zhì)金屬材料內(nèi)的載流子都是自由電子，但二者內(nèi)部自由電子的密度相異；又例如由于所摻雜質(zhì)的比例相異，兩種同為P型的半導(dǎo)體內(nèi)的空穴的密度就相異)，或者兩種導(dǎo)電材料的逸出電勢的大小相異(例如鋁和銅這兩種異質(zhì)金屬材料的逸出電勢也相異)，那么，只要上述的任何一類“相異”存在，在兩種導(dǎo)電材料接觸而構(gòu)成的導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)的所在處(即該導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)的內(nèi)部)就會出現(xiàn)一個靜電場；由于該靜電場的出現(xiàn)，兩種導(dǎo)電材料接觸面的兩側(cè)就存在“接觸電勢差”；導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)所在處的自由電子組成的“電子氣”構(gòu)成一個熱力學(xué)系統(tǒng)；外界可以向該熱力學(xué)系統(tǒng)傳遞熱量而引起該系統(tǒng)內(nèi)能的增加；當(dāng)上述內(nèi)部有靜電場出現(xiàn)的導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)的外電路接上負(fù)載時，就有電流通過該導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)的內(nèi)、外電路，此時上述熱力學(xué)系統(tǒng)通過自身內(nèi)能的減少(內(nèi)能減少的量值即為熱量)產(chǎn)生作用力，去推動該導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)部定向移動的自由電子克服上述靜電場的阻力做功(通過該導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)電路的電流就是由該導(dǎo)電導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)自由電子的定向移動形成的)，從而提高上述定向移動的自由電子的電勢能，即實現(xiàn)“將熱量轉(zhuǎn)換為電能”。
[0029]依照《普通物理學(xué)》的上述結(jié)論，人們很早就制造出一些實用的小型發(fā)電裝置。
[0030]需要注意的是，基于上述“接觸電勢差”的發(fā)電裝置進行發(fā)電時，第一，完全不需要任何光的照射；第二，外界向上述熱力學(xué)系統(tǒng)傳遞熱量的方式和熱量的來源沒有任何的限定。
[0031]眾所周知，各類型的光伏電池的光電能量轉(zhuǎn)換效率都比較低。這樣，照射到PTVSC總體中的光伏電池而沒有反射和透射的太陽光的能量中，只有一小部分能量轉(zhuǎn)換成了電能，而其余的大部分能量都轉(zhuǎn)換成了熱量。顯然，上述熱量可以通過PTVSC總體中的光伏電池的背電極(由金屬材料制成)，向PTVSC總體中的一個或多個導(dǎo)電材料結(jié)逐層進行傳遞，結(jié)果每一個導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料都會得到一定數(shù)量的熱量。
[0032]由前文“
【發(fā)明內(nèi)容】
”知，PTVSC總體中的光伏電池運行(即發(fā)電)時，通過PTVSC總體中每一個導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)部的電流的方向，均與該導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)部存在的靜電場的方向相反。這樣，根據(jù)電學(xué)中恒穩(wěn)電源的發(fā)電機理，此時每一個導(dǎo)電材料結(jié)也處于發(fā)電運行狀態(tài)。
[0033]也就是說，在上述光伏電池發(fā)電的同時，PTVSC總體中每一個導(dǎo)電材料結(jié)，都會將自身的所述導(dǎo)電材料經(jīng)由上述熱量傳遞過程而得到的熱量中的一部分熱量，轉(zhuǎn)換為有用的電能。因此，PTVSC總體中的每一個導(dǎo)電材料結(jié)均是一個熱伏電池，而PTVSC總體則是一個光-熱伏電池。
[0034]需要指明一點，熱伏電池不同于光伏電池，它對所述導(dǎo)電材料的純度、缺陷率等的要求低，其制作工藝也很簡單。這兩點分別有利于降低熱伏電池的材料成本和制作工藝成本。
[0035]由前文“
【發(fā)明內(nèi)容】
”可以知道，PTVSC總體中的光伏電池與一個或多個熱伏電池在電氣上處于串聯(lián)狀態(tài)。于是，第一，上述光伏電池運行(發(fā)電)時，通過上述光伏電池和所有熱伏電池的電流相等(該電流也是通過PTVSC總體的電流);第二，當(dāng)該電流為某一確定的量值時，上述一個或多個熱伏電池各自的端電壓相加后的算術(shù)和，再加上上述光伏電池的端電壓K而得到的總算術(shù)和，就是PTVSC總體此時的端電壓F，顯然咖量值比K大許多。
[0036]從電學(xué)知道，上述光伏電池和每一個熱伏電池的電路運行是獨立的。因此，上述光伏電池在組成PTVSC總體以后，它仍然可以工作在(原有的)最大功率輸出狀態(tài)(此時光伏電池的端電壓、電流分別為V1 ^Ilni，而最大輸出功率為Plni (= VlniXIlniX而對應(yīng)于該Ilni,PTVSC總體的輸出功率為P= VXI 1ηι。因為V比V I ?大許多，所以P就比P I ?大許多。
[0037]需要指出，P不一定就是PTVSC總體的最大輸出功率P n (= VniXIni),且P < Pp但是，P比P! ?大許多這一事實就足以說明，PTVSC總體的光電能量轉(zhuǎn)換率比總體中的光伏電池大許多。
[0038]以用半導(dǎo)體娃材料構(gòu)建的p-n結(jié)(它屬于前文“
【發(fā)明內(nèi)容】
”中的所述導(dǎo)電材料結(jié))為例，其接觸電勢差可達0.6—0.8伏(高等學(xué)校教材，《電子線路》，第一冊，1979年第一版，南京工學(xué)院無線電工程系《電子線路》編寫組編，人民教育出版社)。由電學(xué)知，該P-n結(jié)形成的熱伏電池的開路電壓(通過電池的電流為零時的端電壓)也為0.6—0.8伏。須知，晶娃光伏電池的開路電壓是0.6伏或稍大一點，通常其最大功率輸出時的端電壓V I m比該開路電壓稍小一點。
[0039]現(xiàn)代半導(dǎo)體制備技術(shù)完全可以使該熱伏電池的串聯(lián)電阻做得很低(該串聯(lián)電阻的定義與硅光伏電池的串聯(lián)電阻的定義相同)。這樣，再由電學(xué)知，該熱伏電池在通過的電流較大(如上述的Ilni)時，其端電壓相對于開路電壓(0.6— 0.8伏)下降很少。于是，當(dāng)晶硅光伏電池功率輸出為最大時，對應(yīng)的PTVSC總體中單獨的一個熱伏電池的輸出功率就等于，甚至大于該晶硅光伏電池。
[0040]所以，與晶硅光伏電池單獨發(fā)電的光電能量轉(zhuǎn)換率相比，與之對應(yīng)的PTVSC總體的轉(zhuǎn)換率提高100